Ezért nem életképes az üzemanyagcellás autó

Az elektromobilitás ellenzői közül is sokan érzik, hogy a hagyományos, fosszilis üzemanyagot használó autóknak előbb utóbb menniük kell. A leváltásukra a ma, illetve a közeli jövőben elérhető technológia mellett a tisztán elektromos autók a legideálisabbak, mégis sokan vannak, akik a hidrogén üzemanyagcellában látják a megoldást. Több nagy autógyártó is évtizedeken keresztül hitegette az embereket, hogy már közel van az üzemanyagcellás forradalom, de a kísérleti fázison egyik cég sem tudott túllépni. Mindez annak ellenére, hogy az autók láthatóan jól működnek (tegyük hozzá, hogy ezek a járművek tisztán elektromos autók, amikben csak egy kisebb akkumulátor csomag van az energia átmeneti tárolására, de a mozgáshoz szükséges energia szinte egészét az autó az üzemanyagcellában elektromos árammá alakítható gáz, leggyakrabban hidrogén formájában viszi magával.

Ahhoz azonban, hogy ezeket az autókat nagy számban el is lehessen adni, számos nehézséget kell leküzdeni. Először is a magas eladási árat. Jelenleg a Toyota Mirai ára Németországban több, mint 78 ezer euró, ami még a drágának számító középkategóriás villanyautók árának is a kétszerese. Tömeggyártás mellett ez az összeg biztosan jelentősen alacsonyabb lehetne, de azt jól mutatja, hogy az akkumulátorhoz hasonlóan ennek a technológiának is igen komoly ára van.

A hidrogén nem tankolható otthon mint a villanyautók a konnektorból, így minden egyes töltést egy a benzinkutakhoz hasonló állomáson kell megoldani. A hidrogént vagy ezeken az állomásokon kell előállítani, vagy oda kell szállítani. A helyi előállításhoz elvileg csak víz és elektromos áram kell, így logikusnak tűnik, hogy nagy napelem rendszerrel megtámogatva minden töltési ponton legyen helyi hidrogéntermelés is. (Mellesleg egy 2006-os adat szerint a világ hidrogéntermelésének mindössze 4%-a történik elektrolízis útján, a többi legnagyobb részét rendkívül környezetszennyező módon fosszilis energiahordozókból nyerik, a művelet mellékterméke széndioxid.)

Ivys SimpleFuel vízbontó és hidrogéntöltő állomás

Az elmúlt években már több ilyen helyi vízbontó rendszer terve is felbukkant, a legújabbat épp a napokban kezdték demózni egy nemzetközi kiállításon. Az Ivys nevű cég rendkívül kreatívan Simple Fuel névre keresztelt eszköze 4 változatban készül. A kisebbek 5 kg, a nagyobbak 10 kg hidrogén előállítására képesek naponta. Mindkét verzióból van 350 illetve 700 bar nyomású töltésre képes változat is. A készülék kb. 4 m³ és 2,7 tonna. A legkisebb verzió 17 kW, a legnagyobb 28,5 kW teljesítményt igényel, és az áramon felül 3 illetve 6 liter vizet igényelnek óránként.

Rövid számítás után kijön, hogy 1 kg hidrogén előállításához 14,4 liter vízre és a nagyobb teljesítményű, így gazdaságosabban üzemeltethető változatoknál is 46,8 illetve 68,4 kWh áramra van szükség (az előállítandó nyomástól függően). A hidrogén előállításról fentebb linkelt Wikipedia szócikk szerint vízbontással kb. 50 kWh energia szükséges 1 kg hidrogén előállításához.

Bár ezek óriási számok, ez még mindig nem mond sokat, hiszen nem tudjuk, hogy a közlekedésben mire elég 1 kg hidrogén. A Toyota legújabb hidrogén üzemanyagcellás autója, a Mirai 5 kg kapacitású hidrogéntartállyal érkezik (a tartály tömege üresen 87,5 kg!) és egy feltöltéssel EPA (közel realisztikus) mérés szerint 502 km megtételére elegendő. Tehát 1 kg hidrogénnel nagyjából 100 km-t lehet autózni, vagy máshogy nézve 100 km-en a hidrogén üzemanyagcellás Mirai fogyasztása 68,4 kWh (az 5 kg betöltéséhez a 700 baros rendszert kell használni). Összehasonlításképpen a Miraihoz hasonló méretű tisztán elektromos autók mai fogyasztása 13-18 kWh.

De nem a költség az egyetlen probléma. A hidrogén tankolása ezzel a töltővel a villanyautó töltéshez hasonlóan időigényes. Viszont míg a töltések jelentős részét a villanyautók esetén otthon intézhetjük (amikor lényegtelen, hogy 1 óra vagy 8 óra a töltés), addig a hidrogénautó töltését a hidrogénkút mellett kell megvárni. Egyelten kg hidrogén töltése az Simple Fuelből 10 perc, így a Mirai teletankolására érdemes legalább 50 percet számolni. A kisebbik készülék hidrogénkészlete egy autó megtöltése után ki is merül, így a következő 23 órában már nem tud egy autót sem feltölteni. A nagyobbik kapacitású készülék napi két ilyen autó megtöltéséhez képes elég hidrogént előállítani.

Természetesen vannak ennél a modellnél gyorsabb töltésre képes töltőállomások is, de ezek valószínűleg nem helyben előállított hidrogént töltenek az autókba.

Egy fontos kérdés maradt még megválaszolatlan: mibe is kerül egy ilyen töltőállomás? A Simple Fuel ára 250 ezer dollártól indul, ami mai árfolyamon közel 70 millió forint.

Természetesen a fenti képlet minden eleme változhat a jövőben, így csökkenhet az eszköz ára (egy villámtöltő ma ennek kb. a tizedébe kerül), javulhat a teljesítménye (egy villámtöltő naponta akár 7200 km-re elég áramot is be tud tölteni az autókba), csökkenhet az energiaigénye (a villanyautók fogyasztása harmada-negyede) és gyorsulhat a töltési folyamat (a hidrogén töltése ma már akár gyorsabb is lehet a villámtöltésnél) is, de nagyon nehéz azt elképzelni, hogy miként lehet egy ilyen rendszer versenyképesebb a szinte bárhol tölthető, ma is létező és jól használható elektromos autóknál.

Antalóczy Tibor

A Villanyautósok.hu alapítója és főszerkesztője, e-mobilitás szakértő. 2014 óta elektromos autó használó, és külső tanácsadóként számtalan hazai elektromobilitási projekt aktív segítője.